四氯化硅转化三氯氢硅的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102502656A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102502656A(43)申请公布日2012.06.20(21)申请号201110339143.1(22)申请日2011.11.01(71)申请人赵新征地址611130四川省成都市温江区柳城龙潭巷6号上上城2栋2单元704(72)发明人赵新征(51)Int.Cl.C01B33/107(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图33页(54)发明名称四氯化硅转化三氯氢硅的方法(57)摘要本发明公开了一种四氯化硅转化三氯氢硅的方法，气态四氯化硅和氢气混合后反应产生三氯氢硅，气态四氯化硅和氢气混合后在炉管内部被加热并进行反应；本发明采用炉管内反应生成三氯氢硅的方式，利于气态四氯化硅和氢气充分混合，受热均匀，降低反应所需的能耗；与现有技术相比，可以避免消耗电能，能够实现热量高效回收利用，同时可以将目前技术所实现的四氯化硅处理量成倍增加，解决多晶硅工厂四氯化硅转化的瓶颈问题，实现工业化大规模低能耗连续稳定生产。CN10256ACN102502656A权利要求书1/1页1.一种四氯化硅转化三氯氢硅的方法，气态四氯化硅和氢气混合后反应产生三氯氢硅，其特征在于：气态四氯化硅和氢气混合后在炉管内部被加热并进行反应。2.根据权利要求1所述的四氯化硅转化三氯氢硅的方法，其特征在于：所述气态四氯化硅和氢气混合气体在炉管内处于一端进一段出的流动状态进行反应。3.根据权利要求1或2所述四氯化硅转化三氯氢硅的方法，其特征在于：所述炉管内部装填用于蓄热并对气态四氯化硅和氢气混合气体阻流且均匀加热的热载体；或/和用于对气态四氯化硅和氢气混合气体阻流及加速反应的催化剂。4.根据权利要求3所述的四氯化硅转化三氯氢硅的方法，其特征在于：所述炉管为多根并列分布于一炉膛内，炉膛对炉管从外部加热，使炉管内温度达到气态四氯化硅和氢气混合后反应产生三氯氢硅的温度。5.根据权利要求4所述的四氯化硅转化三氯氢硅的方法，其特征在于：从炉管流出的反应后气体汇集后，进行快速冷却，以减少逆反应的发生。6.根据权利要求5所述的四氯化硅转化三氯氢硅的方法，其特征在于：炉膛内加热炉管采用燃烧加热，燃烧产生的高温烟气与进入炉管前的气态四氯化硅和氢气混合后气体间壁换热后，与炉膛内用于燃烧的燃料气以及助燃气依次间壁换热。7.根据权利要6所述的四氯化硅转化三氯氢硅的的方法，其特征在于：气态四氯化硅和氢气混合前分别由快速冷却后反应气体间壁换热，四氯化硅间壁换热后由液体汽化成气态，气态四氯化硅和氢气混合后与炉膛内燃烧产生的高温烟气间壁换热。8.根据权利要7所述的四氯化硅转化三氯氢硅的的方法，其特征在于：从炉管流出的反应后气体汇集后通入温度较低的氢气或者通过间壁换热器由水快速冷却。2CN102502656A说明书1/4页四氯化硅转化三氯氢硅的方法技术领域[0001]本发明涉及一种由四氯化硅转化三氯氢硅的方法。背景技术[0002]在多晶硅生产过程中，三氯氢硅和氢气反应生成多晶硅的同时也会产生大量的四氯化硅。四氯化硅通过转化，也就是四氯化硅和氢气反应再转化成三氯氢硅和氯化氢。目前已经有两种技术用于四氯化硅转化为三氯氢硅，低温转化是在硅粉和催化剂的存在下在500～600℃，通过流化床反应器进行的，也就是冷氢化技术。高温转化是四氯化硅和氢气在没有催化剂情况下在900～1200℃，通过在氢化炉内部反应生成三氯氢硅，也就是热氢化技术。[0003]现有技术中，低温转化所用的流化床反应器，由于硅粉和催化剂的存在，虽然降低了反应温度，但是对反应器和换热器、管道以及阀门造成严重破坏，导致不能连续生产。高温转化三氯氢硅普遍采用氢化炉来反应完成，氢化炉采用电加热的方式加热反应气体。为了避免氢化炉内部热量损害炉体，在炉筒、封头、底盘设有冷却水腔。冷却水带走大量的热量，这些冷却过程与氢化炉内的四氯化硅和氢气高温反应过程相矛盾，因此和冷氢化相比，热氢化消耗相对较多的电能。[0004]不管是冷氢化技术，还是热氢化技术，加热反应气体都是通过电加热的方式实现的，消耗大量电能，显然是不经济的，与生产多晶硅制成太阳能电池板发电的目标背道而驰，与人们所提倡的绿色能源也是不相符的。发明内容[0005]生产多晶硅用于太阳能电池日益增加的经济重要性和不断持续上涨的能源价格，人们已经做出了很大努力用于降低四氯化硅转化三氯氢硅的电单耗，使得能源的利用更加有效。本发明的目的就是提供一种更加经济和便宜可靠的方法，用于四氯化硅转化三氯氢硅，与现有技术相比，可以不消耗电能，能够实现热量高效回收利用，同时可以将目前技术所实现的四氯化硅处理量成倍增加，解决多晶硅工厂四氯化硅转化的瓶颈问题，实现工业化大规模低能耗连续稳定生产。[0006